NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC - CHƯƠNG 7 ppt

•JJ

Chöông 7

COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN

I.KHAÙI QUAÙT VEÀ SÖÏ LEÂN MEN CN

II. SÖÏ TAÊNG TRÖÔÛNG CUÛA TEÁ BAØO

III. DINH DÖÔÕNG VAØ NGUYEÂN LIEÄU

IV. HEÄ THOÁNG THIEÁT BÒ

V. VAÄN HAØNH

VI. LEÂN MEN CITRIC ACID

I. KHAÙI QUAÙT VEÀ SÖÏ LEÂN MEN

COÂNG NGHIEÄP.

1. Söï leân men.

Leân men laø söï tích luõy caùc saûn phaåm trao ñoåi chaát

höõu ích cho con ngöôøi trong quaù trình nuoâi caáy vi

sinh vaät

.

- Nuoâi vi sinh vaät vôùi quy moâ lôùn (10 lit ñeán

1.000.000 lít) goïi laø söï leân men coâng nghieäp

(industrial fermentation).

2. Öu theá cuûa teá baøo VSV

– Kích thöôùc nhoû, haáp thu nhanh vaø ñoàng hoùa ôû

toác ñoä cao

.

– Nguoàn nguyeân lieäu ñôn giaûn : pheá phuï phaåm reû

tieàn.

– Chuùng coù theå thöïc hieän raát nhieàu caùc phaû

n

öùng hoaù sinh khaùc nhau.

– Thích öùng vôùi thieát bò cuûa nhaø maùy.

– Deã daøng söû duïng KTDT ñeå taêng saûn löôïng vaø

bieán ñoåi saûn phaåm cuoái.

– Coù khaû naêng taïo caùc chaát ñoái quang hay ñoái

hình (enantiomer)

3. Sô ñoà toång quaùt vaø ba

coâng ñoaïn chính

II. SÖÏ TAÊNG TRÖÔÛNG CUÛA TEÁ

BAØO

1. Tæ löôïng (Stoichiometry) cuûa teá baøo

2. Phaûn öùng taêng tröôûng

3. Ñoäng hoïc (Kinetics) cuûa söï taêng tröôûng

III. NGUOÀN DINH DÖÔÕNG VAØ

NGUYEÂN LIEÄU BAN ÑAÀU

1. Moâi tröôøng töï nhieân vaø toång hôïp

2. Nöôùc.

3. Nguoàn carbon .

4. Nguoàn nitrogen.

5. Caùc nguyeân toá khaùc vaø vitamin.

6. Caùc chaát phaù boït.

1. Moâi tröôøng töï nhieân vaø toång hôïp

Moâi tröôøng töï nhieân phöùc taïp khaùc vôùi moâi tröôøng toång

hôïp coù nguoàn goác ñoäng, thöïc vaät, thaønh phaàn hoaù hoïc

chính xaùc cuûa caùc vaät lieäu naøy ñeán nay chöa bieát hoaëc

xaùc ñònh raát khoù khaên.

Moät soá moâi tröôøng phöùc taïp ñöôïc pha cheá baèng caùch

hoaø tan caùc chaát töï nhieân vaø tieáp theo ñöôïc xöû liù baèng

thuûy giaûi, laøm trong hay boå sung caùc chaát dinh döôõng,

kích thích toá taêng tröôûng hay caùc nguyeân toá vi löôïng.

Moâi tröôøng toång hôïp (synthetic) coù thaønh phaàn xaùc

ñònh.

2. Nöôù

c

Chaát löôïng nöôùc raát quan troïng trong saûn xuaát caùc saûn

phaåm töø VSV. Ví duï : röôïu baøu ñaù ngon noåi tieáng cuûa

Bình Ñònh chæ coù theå ñöôïc saûn xuaát töø nöôùc suoái

BaøuÑaù (baøu coù nghóa moät thuûy vöïc).

Trong saûn xuaát vaccine, nguoàn nöôùc phaûi qua

nhieàu coâng ñoaïn laøm tinh saïch, chöng caát 2 laàn roài môùi

ñöôïc söû duïng ñeå nuoâi caùc chuûng VSV.

Leân men trong moâi tröôøng nöôùc coù öu ñieåm laø ñoä

ñoàng nhaát cao, deã daøng theo doõi pH vaø nhieät ñoä ;

nhöôïc ñieåm laø khi chieát suaát saûn phaåm thì tæ leä nöôùc

cao gaây toán keùm naêng löôïng vaø thôøi gian.

3. Nguoàn carbon

Trong saûn xuaát töø VSV, nguoàn carbon chuû

yeáu laø ñöôøng ñôn nhö glucose,

oligosaccharide (lactose, saccharose) ;

nhöõng ñöôøng naøy thöôøng töø nguyeân lieäu

ban ñaàu laø maät ræ ñöôøng vaø thöôøng ñöôïc

xöû liù ñeå coù glucose.

4. Nguoàn nitrogen

Thoâng duïng nhaát laø cung caáp nitrogen voâ cô

döôùi daïng muoái ammonium (nhö ammonium

phosphate), nitrogen höõu cô thöôøng ñöôïc cung

caáp nhö amino acid hoaëc saûn phaåm thuûy giaûi töø

protein.

a. Nguoàn nitrogen toång hôïp : SA , DAP (Diammonium

phosphate) , ureâ.

b. Nguoàn nitrogen töï nhieân : Nöôùc chieát cuûa baép ( corn

stup liquor ) , cao baép , coù nhieàu acid amin ( 15 loaïi ) ,

Cao naám men,...

5. Caùc nguyeân toá khaùc vaø vitamin

Ngoaøi nguoàn C vaø N, moâi tröôøng dinh döôõng

caàn ñuû caùc nguyeân toá ña löôïng vaø vi löôïng khaùc

nhö P, S, K, Na, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Co,…

Ngoaøi caùc vitamin coù saün trong cô chaát ban ñaàu,

trong moät soá quy trình caàn boå sung vitamin nhö

biotin

.

6. Caùc chaát phaù boït

Trong quaù trình suïc khí, boït taïo ra nhieàu lôùp

ngaên caùch khoâng khí. Caùc chaát phaù boït

thöôøng duøng laø caùc loaïi daàu : daàu döøa, daàu ñaäu

naønh, daàu höôùng döông, daàu haït caûi, daàu caù

khoâng coù muøi, daàu silicol 1%. Daàu phaûi ñaït yeâu

caàu : hoaït tính phaù boït cao, muøi deã chòu, maøu

saùng vaø khoâng coù taïp chaát.

IV. HEÄ THOÁNG THIEÁT BÒ

1. Caùc thieát bò tröôùc leân men.

2. Nhu caàu oxygen vaø caùc kieåu leân

men

3. Bioreactor (Boàn leân men -

fermentor)

4. Caùc thieát bò sau leân men.

Caùc kieåu leân men :

– Leân men beà maët : Moâi tröôøng loûng chöùa trong khay

vôùi vôùi chieàu saâu khoâng quaù 5cm vaø teá baøo moïc lôùp

treân beà maët tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi khoâng khí.

– Nuoâi caáy laéc duøng trong phoøng thí nghieäm, oxygen

cung caáp cho moâi tröôøng bò khuaáy troän nhôø maùy laéc.

– Leân men baùn raén : Cô chaát raén aåm ñeå lôùp moûng treân

khay.

– Leân men chìm (submerged fermentation) laø kieåu leân

men chuû yeáu trong coâng nghieäp.

3. Bioreactor

Bioreactor (fermenter) laø vaät chöùa (vessel) caùc teá

baøo, chieát xuaát teá baøo hay caùc enzyme thöïc hieän

phaûn öùng sinh hoïc.

Ñaây laø thieát bò coù dung tích töø 10-100 lít ñeán

100000 lít, ñöôïc laøm baèng theùp khoâng ræ, coù heä

thoáng ño löôøng vaø ñieàu chænh nhieät ñoä, pH vaø

oxygen hoaø tan. Bioreactor thöôøng coù hình truï

vôùi moät heä thoáng caùnh quaït nhö chaân vòt taøu

thuûy nhaèm troän ñeàu vaø cung caáp oxygen.